半导体量子阱中束缚离子激子的研究(英文)

在多维球坐标体系中 ,我们对施主为束缚离子激子用二维方法求解薛定谔方程。研究表明 ,该方法对于半定量分析简便易行 ,并获得了一个重要的质量比σc=0 .5 12。

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O盘形量子点中的离子施主束缚激子态（英文）

在有效质量近似下,计算了盘形量子点中离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命.设盘形量子点由有限长的柱形ZnO材料组成,四周被MgxZn1-xO包围,离子施主局域在盘轴.考虑了由于自发极化和压电极化引起的内建电场效应,并在有限深约束势下采用合适的变分波函数进行.计算结果表明,量子盘结构参数(盘高度及垒中Mg组分)和离子施主的位置对离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命有强烈的影响.随着盘高度的增加,结合能、光跃迁能和振子强度减小,而辐射寿命增加.对含Mg量较高的盘形量子点,盘高度对结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命的影响更显著.当施主杂质位于量子点的左界面附近时结合能(光跃迁能)有极大(极小)值,而当施主杂质位于量子点的右界面附近时结合能(光跃迁能)有极小(极大)值.

纤锌矿应变GaN柱形量子点中离子受主束缚激子的带间光跃迁

在有效质量近似基础上,考虑强的内建电场效应,变分计算了纤锌矿结构的GaN柱形量子点中带电量为-e的离子受主束缚激子（A~,X）的发光波长。结果表明,离子受主束缚激子发光波长强烈依赖于量子点的尺寸（高度和半径）、离子受主杂质的位置和垒中Al含量。随着量子点高度、半径及垒中Al含量的增加,离子受主束缚激子发光波长增大。随着离子受主杂质从量子点左边垒中沿z轴方向移至量子点左边界,发光波长先增大,在量子点的左界面附近达到极大值;随着离子受主杂质在量子点内继续右移,发光波长减小,当杂质位于量子点的右边界附近时光跃迁波长达到极小值;进一步右移离子受主杂质至量子点的右边垒中时,发光波长增大。和自由激子光跃迁波长相比,当离子受主杂质位于量子点中心的左边时,杂质的引入使发光波长增大,当离子受主杂质位于量子点中心的右边时,杂质的引入使发光波长减小。

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O柱形量子点中离子受主束缚激子的光学性质

在有效质量近似下,考虑内建电场效应,采用变分法详细研究了受限于纤锌矿Mg_xZn_(1-x)O/ZnO/Mg_xZn_(1-x)O圆柱形应变量子点中离子受主束缚激子(A^-,X)的带间光跃迁吸收系数随量子点尺寸、Mg含量和离子受主杂质中心位置的变化情况,并和离子施主束缚激子(D^+,X)及自由激子进行了比较.结果表明:随着量子点尺寸的减小,(A^-,X)的光跃迁吸收强度增强,吸收曲线向高能方向移动,出现蓝移现象.随着Mg含量增加,(A^-,X)的光跃迁吸收曲线蓝移,且吸收强度减弱.随着离子受主杂质从量子点的左界面沿材料生长方向移至量子点的右界面,光跃迁吸收曲线向低能方向移动,出现红移现象.此外,与离子施主束缚激子(D^+,X)相比,随着沿材料生长方向掺入杂质位置的变化,光跃迁吸收曲线移动的方向相反.但不管是掺入离子受主杂质还是离子施主杂质,当离子杂质从量子点的左异质界面沿材料生长方向移至右异质界面时,光跃迁吸收峰的移动量大致相同.

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O柱形量子点中离子施主束缚激子的光吸收系数:Mg含量和杂质位置的影响

在有效质量近似和偶极矩近似下,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,采用变分法详细研究了势垒中Mg含量和离子施主杂质中心位置对受限于纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O圆柱形应变量子点中离子施主束缚激子(D+,X)体系的带间光跃迁吸收系数的影响。计算结果表明:当垒中Mg含量x<0.25时,随着Mg含量的增加,(D^+,X)体系的光跃迁吸收峰向高能方向移动,出现蓝移现象;而当x>0.25时,随着Mg含量的增加,吸收曲线向低能方向移动,出现红移现象。(D^+,X)体系的带间光跃迁吸收峰强度随着Mg含量的增加而减弱。随着离子施主杂质从量子点左边界沿材料生长方向移至量子点右边界时,光跃迁吸收峰发生蓝移。当在量子点中心左侧沿径向移动离子施主杂质时,光跃迁吸收峰向高能方向移动,发生蓝移现象;而当在量子点中心右侧沿径向移动离子施主杂质时,吸收曲线发生红移现象,但离子施主杂质的掺入位置对光跃迁吸收峰强度影响不明显。

氮化物柱形量子点中离子施主束缚激子态波函数的研究

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取三个不同的尝试波函数,研究了纤锌矿结构的InxGa1-xN/GaN柱形量子点中离子施主束缚激子(D+,X)的束缚能随量子点高度L、In含量x及离子施主杂质位置z0的变化规律.计算结果表明:三个不同尝试波函数变分计算得到的束缚能随量子点高度L、In含量x及离子施主杂质位置z0的变化规律一致.但对比三个不同尝试波函数计算所得结果,依据变分原理可知,三参量尝试波函数优越.